Знание - сила, 2007 № 01 (955)

Галактическое космическое излучение составляют протоны широкого спектра энергии и ядра, идущие из глубины космоса. Звезды, гораздо более мощные, чем наше Солнце, взрывы, другие процессы — в них рождаются ядра с очень высокими энергиями. Несмотря на то, что таких ядер мало в общем потоке излучения, за счет их высокой биологической эффективности суммарная дозовая нагрузка на человека от них составляет 40-60 и более процентов. Если протон — хорошо изученная и наиболее доступная частица в ускорительной ядерной физике, то ускорители тяжелых ядер высоких энергий появились только в последние 10-15 лет. Так что тема пилотируемой экспедиции на Марс и связанные с ней задачи оставалась, наверное, на этом симпозиуме, как и на предыдущем, самой обсуждаемой.

Исследования по этой проблеме ведутся очень интенсивно, но нельзя сказать, что широким фронтом, поскольку к услугам радиобиологов очень небольшое число ускорителей на такие энергии — в Брукхейвене, Дармштадте, в Японии и наш дубненский нуклотрон. Кстати, дирекция ОИЯИ поставила задачу ускорить работы по доведению нуклотрона до проектных параметров — увеличению энергии и «утяжелению» спектра ускоренных ядер. Нуклотрон — привлекательная машина, а в России и странах-участницах единственная в своем классе. В рамках европейской долгосрочной программы космических исследований «Аврора» сформировано радиобиологическое направление. В нем был объявлен тендер на ускоритель с определенными параметрами для выполнения исследований в рамках европейской программы. Нуклотрон участвует в этом тендере».

Чуть позже в ОИЯИ побывала группа специалистов из НАСА и Института медико-биологических проблем (ИМБП) (Москва). Они познакомились с исследованиями, проводимыми в ЛРБ и дубненской лаборатории ИМБП, с возможностями, которые предоставляет для радиобиологических исследований ускорительная база ОИЯИ, побывали на нуклотроне.

Цель визита в ОИЯИ раскрыл заместитель директора ИМБП по науке Евгений Ильин:

«Космическая радиация — один из важных факторов, воздействующих на организм человека во время космического полета, особенно в период солнечных вспышек. Служба радиационной безопасности ведет наблюдение, и во время угрозы вспышек космонавтам рекомендуют укрыться в специальном убежище. Особенную же значимость фактор космической радиации приобретает в связи с предстоящими в обозримом будущем полетами за пределами радиационных поясов Земли: в США сейчас говорят о полете на Луну в 2017 году, а к 2030 году планируется пилотируемый полет на Марс. Поэтому сейчас у ученых возродился интерес к проблеме космической радиации. Естественно, биологов и медиков интересует не только само воздействие радиации, но и как невесомость может модифицировать реакцию организма на радиацию.

Специалисты Эймсовского исследовательского центра НАСА и мы посетили ОИЯИ для того, чтобы изучить возможность использования условий, технических средств и разработок Дубны для исследования комбинированного эффекта радиации и невесомости. Российское космическое агентство, ИМБП и НАСА сотрудничают уже давно. Сейчас готовится ряд экспериментов, провести которые планируется во время полета беспилотного корабля «Фотон-М3». Один из этих экспериментов пройдет под флагом совместного исследования радиации и невесомости. Окончательное решение еще не принято. Нужно еще раз все проанализировать, учесть специфику подготовки этого эксперимента, в которой есть определенные трудности: биологический объект должен быть доставлен на космический аппарат за четверо суток до старта, для этого его еще надо привезти на Байконур, но облучить заранее нельзя, по крайней мере, больше чем за 7 суток до полета. Но в этом вопросе имеются разные подходы, есть возможность и послеполетного облучения, мы их рассматриваем».

В Лаборатории высоких энергий ОИЯИ гостей принимал ее директор Александр Малахов:

«Мы показали американским и российским радиобиологам нуклотрон и синхрофазотрон, предполагаемое место облучения их объектов на нуклотроне. Параметры этой установки их устраивают, мало того, они предполагали облучать свои объекты только протонами, но набор ядер, который у нас есть, особенно группа железа, присутствующая в космическом излучении, их очень заинтересовал.

Сейчас многие ускорители на небольшие энергии закрыты, а поскольку в космическом излучении присутствуют именно такие энергии, то радиобиологи испытывают дефицит необходимых им пучков. Недавно закрылся подобный ускоритель в Беркли, еще работает небольшой ускоритель в Брукхейвене, но когда там построили коллайдер RHIC, то этот ускоритель стали использовать в ином режиме, и биологам получить время для работы на нем стало совсем сложно. А у нас уже было сотрудничество с НАСА лет 15-20 назад еще на синхрофазотроне».

А вот что сказал менеджер проекта «Фотон-М3» Майкл Скидмор (НАСА, США):

«Прежде всего, я бы хотел выразить искреннюю благодарность за теплый, радушный прием, оказанный нам в ОИЯИ. Установки, которые мы увидели, и те имеющиеся здесь возможности для наших научных исследований произвели на нас колоссальное впечатление. Сейчас мы находимся на предварительной стадии изучения возможного совместного проекта, обсуждаем, как организовать нашу работу. Наше общее впечатление — если мы начнем работать с Объединенным институтом, то это сотрудничество будет очень плодотворным».

Остается добавить, что биологическими объектами выбраны тритоны — за свою способность к регенерации, а полет аппарата запланирован на сентябрь нынешнего года. Успеют ли американские тритоны совершить путешествие в Россию и Казахстан до полета в космос, — покажет ближайшее время.

За комментариями к состоявшимся встречам мы обратились к директору Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ Евгению Красавину:

«Радиобиологические исследования в ОИЯИ были начаты более 40 лет назад. Ими занимались специалисты из разных, главным образом, московских институтов. В 1963 году по инициативе и при постоянной поддержке главного ученого секретаря АН СССР академика Н. М. Сисакяна, который стал в нашей стране основоположником космической биологии и медицины, в том числе и исследований по космической радиобиологии, в Москве был образован Институт медико-биологических проблем. И сразу же специалисты вновь образованного института начали проводить исследования на ускорителях ОИЯИ. Они занимались изучением биологической эффективности протонов высоких энергий на первом ускорителе Объединенного института — синхроциклотроне, обладающим таким энергетическим диапазоном, а позже — на ускорителе тяжелых ионов низких энергий в Лаборатории ядерных реакций при активной поддержке и внимании к этим работам директора лаборатории академика Г. Н. Флерова, а затем — академика Ю. Ц. Оганесяна.